数字式竞赛抢答器实习报告

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1、1设计要求1.1利用学过的知识设计制作一个可容纳多组参赛的数字式抢答器1.2电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。1.3电路具有第一抢答信号鉴别锁存功能。1.4电路设置计分功能。1.5可以增加辅助电路。2技术指标2.1最大参与组数：100。2.2最大分辨时间<10ms。2.3电源：直流（DC）10V。2.4功率消耗<3W6数字式竞赛抢答器摘要该设计是一个最大可以容纳100组选手参赛的数字式抢答器，每组设置了1个抢答器按钮供抢答者使用。电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位并发出抢答指令后，假若参赛者按抢答开关，则该组指示灯亮并用组别显示电

2、路显示出抢答者的组别，同时扬声器发出声音，此时电路具有锁存功能，使别组的抢答开关不起作用。关键词CD4067CD4028CD4518CD4543受控振荡器BCD译码/7段LED驱动光电耦合器反馈自锁时钟脉冲1引言在许多比赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器，通过数显、灯光及音响等多种手段指示出第一抢答者。同时还可以设置记分、犯规及奖励记录等多种功能。该设计就是针对上述各种要求设计出的供100名选手参赛使用的数字式竞赛抢答器。2总体设计方案2.1设计思路该电路的根本任务时准确的判断出第一抢答者的信号并将其锁存。实现这一功能可用

3、触发器和锁存器等。在得到第一信号后应立即将电路的输入封锁，即使其他组再次发出抢答信号也无效。同时还必须注意，第一抢答信号应该在主持人发出抢答命令之后才有效。当电路形成第一抢答信号之后，用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者的组别，也可以用发光二级管直接指示出组别。还可以用鉴别出的第一抢答信号控制一个具有两种工作频率的交替变化的音频振荡器工作，使其推动扬声器发出两个笛音音响，表示该题抢答有效。2.2总体设计框图命令抢答开关主持人第一信号鉴别自锁控制组别显示（数码管）窄脉冲形成计分电路定时器音频信号发生器清零加分减分2.3集成块简介CD4067是模拟开关。数字

4、电路中模拟开关是很有用的器件，用它来切换数字信号的传输是十分方便的。CD4067是单16路集成模拟开关器件，各开关由外部输入二进制的地址码来切换。CD4543是BCD译码/7段LED驱动器。CD4518是CMOS器件是双BCD码计数器，CD4518中的每个计数器包含两个时钟输入端。（图1）6CD4028是一个BCD十进制译码器。CD4067的管脚图如图1。其真值表如表1（表1）2.4元件清单及说明集成块CD4518CD4543CD4028CD4067CD4069数码管2个光电耦合器1个三极管1个按钮101个发光二极管2个二极管2个可变电阻1个电阻12个电容

5、2个导线若干数字式竞赛抢答器电路图见图2：6（图2）计分电路见图3（图3）IC1和IC2为十进制加/减计数器，分别组成分数的个位和十位。IC3和IC4为7段译码电路，它把IC1和IC2的十进制数字信号译成可显示0～9数字的7段码。IC5为分数的百位，它为JK触发器只有二种状态，所以本电路的最高得分为199分。S1为加分开关，每按一次产生一个脉冲信号使IC1做加法计数一次。S2为减分开关，每按一次作减法计数一次。IC1的进位或借位信号会自动传递给IC2使其计数。S3为清零开关，按S3即显示“000”。R1、C1、R2、C2为防止开关抖动所设置。这是因为开关在

6、开或关的瞬间会产生多次抖动从而使电路误计数，所以增设阻容元件来消除开关的抖动。7段码a～g的每一段输出由三极管驱动电路。61设计原理分析：本文介绍了一款利用扫描方式实现100路抢答的大容量抢答器电路。电路见图。F1,F2及外围元件构成受控振荡器产生扫描所需的时钟脉冲；IC1为双十进制计数器CD4518，本电路将其中一个十进制计数器作为个位计数器用，另外一个作为十位计数器用，两个计数器机联构成100进制计数器。个位计数器输出的BCD码一路作为IC2（4线/10线译码器CD4028）的地址信号，地址信号的变化使IC2的10个输出端依次轮流且循环的出现高电平，形

7、成列线扫描信号；另一路则作为IC5(BCD译码/7段LED驱动器CD4543)数据输入信号。十位计数器输出的BCD码一路作为16选1模拟电子开关CD4067的地址信号，对其16个开光中的10个作扫描切换，这10个开关的输入端分别为X0－X9，接行线，输出端为公共端“0”；另一路则作为IC4（CD4543）的数据输入信号。抢答开关采用矩阵连线形式。如果调节R2使振荡器输出脉冲周期为0.1ms（频率10Kz），则在1ms内IC2的Y0-Y9各出现高电平1次，而在10ms内，IC3的X0-X9各与“0”端接通一次，IC2的YO-Y9各出现高电平10次。假设抢答开

8、关SO1按下（>10ms），则在IC2的Y1端输出为1，且IC3的